用于非金属管线探测的电阻率层析成像法测线布置结构的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程检测与测试领域，具体涉及一种用于非金属管线探测的电阻率层析成像法测线布置结构。


背景技术：

2.地下管线作为城市基础设施的一个重要组成部分，是保障城市运行和发展的“生命线”。随着城市建设频率加快，由于资料保护缺失、日常维护不足等问题，导致的管线泄漏、第三方施工挖断管线等事故相继出现，对于地下管线的精准探测越发迫切。
3.与金属管线相比，非金属管线造价低、重量轻、抗污染性强、易于埋设和维修、不易腐蚀和结垢，因而在地下给水、排水、通讯、电力等方面应用广泛。但由于其不导电、不导磁、基本绝缘，所以非金属管线探测一直是个技术难题。目前常规的管线探测方法有管线仪法、信标示踪法、陀螺仪法、探地雷达法、井中磁梯度法等，在金属管线的探测中使用较为频繁，技术也趋于成熟，然而在非金属的探测中，特别是大埋深的非金属管线的探测中，则存在诸多问题。例如，传统的管线仪和井中磁梯度法并不适用于非金属管线的探测；而信标示踪法的实施需要管线至少一端有出露点，陀螺仪法则需要管线两端有出露点，对于封闭管线无法探测，并且探测深度受限；另外，探地雷达法虽然可以反映非金属管线，但其探测深度较浅，不能实现对大埋深非金属管线的探测。采用常规的电阻率ct法通常将电极串布置于非金属地下管线两侧，能够探测管线的平面及深度位置，但现场数据采集时间及数据处理时间过长，影响管线探测项目工期，基于上述因素，本发明提供了一种不同于常规电阻率ct检测方法测线布置结构，能够大幅度提高现场数据采集及数据处理效率，具有高效、经济、便捷、劳动强度低等优点。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于非金属管线探测的电阻率层析成像法测线布置结构，该测线布置结构通过在非金属管线两侧对称设置第一钻孔和第二钻孔，第一钻孔和第二钻孔内均充满有水且第一钻孔和第二钻孔内分别安装有第一电极串和第二电极串，第一电极串和第二电极串均同检测仪器主机连接，可以实现对非金属管道平面和深度位置的探测。
5.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
6.一种用于非金属管线探测的电阻率层析成像法测线布置结构，其特征在于所述测线布置结构包括对称设于非金属管线两侧的第一钻孔和第二钻孔，所述第一钻孔和所述第二钻孔内均充满有水且所述第一钻孔和所述第二钻孔内分别安装有第一电极串和第二电极串，所述第一电极串和所述第二电极串均同检测仪器连接，所述第一电极串包括第一电缆以及等间隔布置于所述第一电缆上且位于所述第一钻孔水面以下的若干第一电极，所述第一电极由一个参考电极和若干测量电极组成，所述第二电极串包括第二电缆以及安装在所述第二电缆上且位于所述第二钻孔水面以下的至少一个供电电极。
7.所述第一钻孔和所述第二钻孔深度相同，所述第一钻孔和所述第二钻孔间距小于所述第一钻孔深度的1/2且不超过10m。
8.所述第一钻孔和所述第二钻孔的孔深超过所述非金属管线埋深4-6m之间。
9.所述第一电缆的下端以及所述第二电缆的下端分别连接有配重块，所述第一电缆的上端以及所述第二电缆的上端均连接至位于地面的检测仪器主机。
10.所述参考电极离所述第一钻孔水面的距离在30-50m之间。
11.各所述第一电极之间的间距为0.2-1.0m。
12.本实用新型的优点是：测线布置结构简单，数据采集效率高，投入成本低，劳动强度低。
附图说明
13.图1为本实用新型钻孔位置平面示意图；
14.图2为本实用新型钻孔及电极布置结构示意图。
具体实施方式
15.以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
16.如图1-2所示，图中标记分别表示为:第一电极串1、第二电极串2、第一电缆3、第二电缆4、检测仪器5、供电电极6、测量电极7、参考电极8、第一钻孔a、第二钻孔b。
17.实施例：如图1-2所示，本实施例涉及一种用于非金属管线探测的电阻率层析成像法测线布置结构，该测线布置结构主要包括第一钻孔a、第二钻孔b、第一电极串1、第二电极串2以及检测仪器5，第一钻孔a和第二钻孔b对称设于非金属管线的两侧，两钻孔的连线与待检测的非金属管线的延伸方向相垂直，并且第一钻孔a和第二钻孔b深度相同，第一钻孔a和第二钻孔b内均充满有水，第一电极串1和第二电极串3分别安装在第一钻孔a和第二钻孔b内，并且第一电极串1和第二电极串2均同检测仪器5连接。
18.如图1-2所示，第一电极串包括第一电缆3以及等间隔布置于第一电缆3上且位于第一钻孔a水面以下的若干第一电极，第一电极由一个参考电极8和若干测量电极7组成；第二电极串包括第二电缆4以及安装在第二电缆4上且位于第二钻孔b水面以下的一个供电电极6。需要说明的是，在第一电缆3和第二电缆4的底端需设置配重块以确保电缆竖直且自然伸展。
19.如图1-2所示，本实施例具有以下施工方法：
20.1）布置孔位：如图1所示，在管线两侧一定范围内，以待测位置为中点分别布设第一钻孔a、第二钻孔b。第一钻孔a、第二钻孔b相对于待测位置呈对称布设，分别距离待测位置2-4m。第一钻孔a和第二钻孔b深度相同。两钻孔连线与待检管线延伸方向相垂直，第一钻孔a、第二钻孔b间距一般等于钻孔深度的1/3-1/2，但不超过10m。若钻孔距离管线位置太远，孔间距太大，从一端钻孔发射电极发出的电信号传播距离太远，另一端钻孔内接收电极将无法收到有效信号，则无法对管线进行有效探测。
21.2）第一钻孔a、第二钻孔b的深度应根据待测非金属管线的深度确定，为使得检测得到的数据剖面包含最大探测深度内的有效信息，因此钻孔深度需大于待测管线的底界面
深度，一般需超过管线埋深5m左右。
22.3）一定数量等间隔的第一电极固定在第一电缆3上的组成第一电极串1，一个供电电极6固定于第二电缆4上组成第二电极串2。其中，第一电极串1、第二电极串2底端需配重以确保电缆竖直且自然伸展，第一电极串1上的第一电极距根据钻孔深度选择0.2m、0.5m或1.0m，在第一电极串1中第一电极个数一定的情况下，第一电极距的大小与检测深度成正比，探测的深度越大，则第一电极距就越大。
23.4）如图2所示，检测仪器5可选用孔中电法仪器采集两钻孔之间的电压、电流数据。开始数据采集前，在第一钻孔a中布设一定数量等间隔的第一电极固定在第一电缆3上的组成第一电极串1，在第二钻孔b中布设由一个供电电极6和第二电缆4组成的第二电极串2，在距离第二钻孔b一定距离的远处布设参考电极8，再将第一电缆3、第二电缆4连接至地面的检测仪器5的主机。
24.5）实施采集操作前，为保证供电电极6和测量电极7能较好的对电信号进行发射和接收，即增加地层的导电性，以获得良好的检测效果，需向钻孔注水直至与地面齐平，若水位不能保持稳定，则需调节注水速率以维持水位。
25.6）检测工作布置完成后开始数据采集，其中选取2个电极为供电电极6，其他作为测量电极7组合，通过仪器记录供电电极6间的供电电流和任意2个测量电极7间的电位信息。其中，位于第一钻孔a内的第一电极均可作为测量电极7，与其对应的第二钻孔b内的电极为供电电极7。
26.第一次采集时，将供电电极6置于第二钻孔b顶部，并保证供电电极6不露出水面，第一钻孔a内的第一电极串1固定不动，选取第一电极串1中任意一个第一电极作为参考电极8（参考电极8离第一钻孔a水面的距离大于30m，一般为50m左右），其他电极作为测量电极7接收电信号。第一轮数据采集结束后，需要将将供电电极6沿第二钻孔b向下移动至第二钻孔b中部，即孔深1/2处，再次进行采集，如此往复，直至供电电极6移动至第二钻孔b底部，完成最后一次采集。当供电电极6移动次数多于三次时，供电电极6需呈均匀布置于第二钻孔b；数据采集过程中，供电电极6可以从孔顶往下进行检测，也可以从管底往管顶进行检测。
27.7）数据采集完成后，通过数据处理，将采集到的电位差数据进行反演，得到电阻率剖面图，同时结合不同岩土介质与电阻率之间的对应关系，对地质信息进行分析和解译，以此推断出地下管线的位置、空间分布和边界信息。此外，可将第一钻孔a的第一电极串1与第二钻孔b中的第二电极串2互换，再次按照上述方式进行采集，采集两次有利于非金属管线探测结果分析，实际工程中通过会互换采集数据。
28.8）通过对电阻率剖面图进行综合分析和判断，根据电阻率剖面中电阻率异常值大小及分布形态，推断非金属管线的位置、埋深及大小。
29.本系统能够在不破坏场地条件的前提下，有效实现对各种埋深的地下非金属管线平面和深度位置的探测，具有采集效率高、周期短、投入成本低、劳动强度低的优点。
30.虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。